Biomarcatori circolanti per ictus in pazienti con cancro: studio pilota

The association between stroke and cancer seems to be rising over time. It is known that patients with cancer are at a relatively higher risk to die because of a stroke. However, the precise reason for increased stroke risk in cancer patients is still debated, and many facets of this association remain uncertain, including the specific molecular mechanisms responsible for this severe complication. In the last years, the role of epigenetic alterations in stroke, in particular the modulation of microRNA (miRNA) expression, is gaining growing attention. In this research project, we hypothesized that cancer patients with stroke or at risk for stroke might show a specific expression pattern of miRNAs. For this purpose, we aimed to analyze blood samples obtained from patients with active solid cancer and stroke in order to identify any epigenetic circulating biomarker or causative factor that might predict or be associated with a higher risk of stroke. Briefly, a prospective cross-sectional study was performed. Four groups of adult patients were enrolled: Group 1 consisted of subjects with active cancer and acute ischemic stroke; Group 2 was represented by patients with acute ischemic stroke without evidence of cancer; Group 3 included patients with active solid cancer without stroke; Group 4 included healthy subjects. To obtain more reliable results on circulating miRNA alterations associated with ischemic stroke, liquid biopsy samples were analyzed by using a custom detection and amplification protocol based on the high-sensitive droplet digital PCR (ddPCR) system. The data generated were analyzed considering the patients’ clinical and pathological features in order to identify novel effective epigenetic biomarkers associated with different clinical patterns. Overall, the results of the study allowed the identification of two miRNAs, hsa-miR-125b-5p and hsa-miR-199a- 5p, involved in the regulation of multiple genes associated with key cellular and molecular pathways responsible for the alteration of the complement and coagulation cascades or the alteration of inflammatory and angiogenetic processes. These novel candidate biomarkers showed a good predictive value for stroke risk in cancer patients. Finding from this study might possibly lead to an improvement in the management and diagnostic strategies for the early identification of these patients, although further validation is needed.

L’associazione tra ictus e cancro sembra essere in aumento nel corso del tempo. È risaputo che pazienti con cancro presentano un rischio relativamente più alto di morire a causa di un ictus. Tuttavia, la ragione precisa per l’aumentato rischio di ictus in pazienti con cancro è ancora dibattuta e molti aspetti di questa associazione rimangono incerti, inclusi gli specifici meccanismi molecolari responsabili di questa severa complicanza. Negli ultimi anni, il ruolo di alterazioni epigenetiche nell’ictus, in particolare la modulazione dell’espressione di microRNA (miRNA), sta ricevendo una crescente attenzione. In questo progetto di ricerca, abbiamo ipotizzato che pazienti con cancro e ictus o a rischio di ictus potessero mostrare uno specifico aspetto di espressione di miRNA. Per questo motivo, abbiamo mirato ad analizzare campioni ematici ottenuti da pazienti con cancro solido attivo e ictus con lo scopo di identificare eventuali biomarcatori epigenetici circolanti o fattori causali che potessero predire o essere associati con un più alto rischio di ictus. In breve, è stato eseguito uno studio traversale prospettico. Sono stati reclutati quattro gruppi di pazienti adulti: il Gruppo 1 consisteva in soggetti con cancro attivo e ictus ischemico acuto; il Gruppo 2 era rappresentato da pazienti con ictus ischemico acuto senza evidenza di cancro; il Gruppo 3 includeva pazienti con cancro solido attivo senza ictus; il Gruppo 4 includeva soggetti sani. Per ottenere risultati più affidabili sulle alterazioni di miRNA circolanti associati a ictus ischemico, campioni di biopsia liquida sono stati analizzati usando un protocollo modificato di rilevazione e amplificazione basato su un sistema droplet digital PCR (ddPCR) ad alta sensibilità. I dati prodotti sono stati analizzati considerando le caratteristiche cliniche e patologiche dei pazienti per identificare nuovi efficaci biomarcatori epigenetici associati a differenti quadri clinici. Complessivamente, i risultati dello studio hanno permesso l’identificazione di due miRNA, hsa-miR-125b-5p e hsa-miR-199a-5p, coinvolti nella regolazione di molteplici geni associati a pathway cellulari e molecolari chiave responsabili dell’alterazione del complemento e della cascata coagulativa o dell’alterazione di processi infiammatori e angiogenici. Questi nuovi possibili biomarcatori hanno mostrato un buon valore predittivo per il rischio di ictus in pazienti con cancro. I risultati di questo studio potrebbero condurre a un miglioramento nella gestione e nelle strategie diagnostiche per la identificazione precoce di questi pazienti, sebbene una ulteriore validazione sia necessaria.